分子聚集理论及其应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:科学出版社

作者:童景山

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1999-02-01

价格:36.0

装帧:精装

isbn号码:9787030069566

丛书系列:

图书标签:

• 分子聚集
• 聚集理论
• 物理化学
• 材料科学
• 界面化学
• 胶体化学
• 自组装
• 纳米科学
• 溶液化学
• 应用研究

《物质的深层构造：分子间作用力的奥秘》 本书旨在揭示物质世界最基本、最普遍的相互作用——分子间作用力。我们日常所见的固态、液态和气态，无一不是由无数微小的分子在不断运动与吸引、排斥中形成。本书将从微观视角出发，深入剖析这些看不见的“力量”如何塑造我们周围的世界。 第一章：分子的奇妙舞蹈——分子间的基本吸引与排斥 我们将首先介绍构成物质的基本单元——分子。分子并非孤立存在，它们之间存在着瞬息万变的相互作用。本章将详细阐述各种主要的分子间作用力，包括： 范德华力 (Van der Waals forces)：这是最普遍的分子间作用力，虽然相对较弱，但其累积效应却至关重要。我们将区分其三种成分： 伦敦色散力 (London dispersion forces)：即使是最简单的非极性分子，由于电子的瞬时涨落也会产生短暂的偶极，进而诱导邻近分子的偶极，产生短暂的吸引。我们将探讨影响色散力强弱的因素，如电子云的大小和数量。 偶极-偶极作用 (Dipole-dipole interactions)：对于极性分子，其固有的永久偶极矩会使其在空间中相互吸引或排斥，形成稳定的相互取向。我们将分析不同极性分子的偶极矩大小对相互作用的影响。 偶极-诱导偶极作用 (Dipole-induced dipole interactions)：极性分子靠近非极性分子时，会诱导非极性分子产生瞬时偶极，从而产生吸引。我们将解释这一过程的机制。 氢键 (Hydrogen bonds)：这是一种特殊的、相对较强的分子间作用力，发生在氢原子与具有高电负性的原子（如氧、氮、氟）之间。我们将深入探讨氢键的形成条件、能量以及其在水、蛋白质等生命物质中的关键作用。 离子-偶极作用 (Ion-dipole interactions)：当离子与极性分子共存时，它们之间会产生强烈的静电吸引。我们将分析这一作用力在溶液中溶解过程中的重要性。 第二章：力量的平衡与宏观表现——分子作用力如何决定物质状态 分子间的吸引与排斥并非一成不变，它们是动态平衡的结果。本章将重点探讨这些微观作用力如何宏观地决定物质的三种基本状态：固态、液态和气态。 气态：在气态物质中，分子间的平均距离远大于分子本身的大小，分子间的吸引力非常微弱，分子主要以自由运动为主。我们将讨论温度和压力的影响，以及理想气体与真实气体的差异。 液态：液态物质中，分子间的吸引力足以将分子束缚在一起，但又不足以形成固定的晶格。分子仍具有一定的流动性。我们将分析液体的黏度、表面张力等宏观性质与分子间作用力的关联。 固态：在固态物质中，分子被紧密地束缚在固定的位置上，通过振动来表现能量。我们将区分晶体与非晶体，并探讨晶格能与分子间作用力的关系。 相变：从一种物质状态转变为另一种状态（如熔化、沸腾、凝固、凝结），本质上是克服或形成分子间作用力的过程。我们将分析相变温度与分子间作用力强弱的对应关系。 第三章：液体世界的奇妙现象——表面张力、黏度和溶解之谜 液体作为一种特殊的物质形态，其独特的性质很大程度上归因于分子间作用力。本章将深入探讨几个关键的液体性质： 表面张力 (Surface tension)：液体表面分子由于受到指向内部的净吸引力而具有较高的能量，形成表面张力。我们将解释表面张力的起源，以及它如何导致水珠的形成、植物吸收水分等现象。 黏度 (Viscosity)：液体抵抗流动的能力，即黏度，也与分子间的吸引力和分子的形状密切相关。分子间作用力越强，分子越复杂，液体黏度通常越高。我们将探讨不同液体黏度的差异及其在实际中的应用。 溶解 (Solubility)：一个物质能否溶解在另一个物质中，遵循“相似相溶”的原则，很大程度上取决于它们分子间作用力是否能够相互匹配。我们将阐述极性溶质与极性溶剂、非极性溶质与非极性溶剂之间的溶解机制。 第四章：生命的基石——分子作用力在生物体系中的重要性 分子间作用力并非仅仅存在于无机物中，它们是构成生命体结构和功能的基石。本章将聚焦于分子间作用力在生物体系中的关键作用： 蛋白质的折叠：蛋白质的三维结构决定了其功能，而这种精密的折叠过程，正是由氨基酸残基之间的各种分子间作用力（氢键、疏水作用、范德华力等）共同指导完成的。 DNA的双螺旋结构：DNA分子两条链之间的稳定连接，主要依靠碱基对之间的氢键以及平面的π-π堆积作用，维持着遗传信息的稳定传递。 细胞膜的形成：细胞膜由脂质双层构成，脂质分子尾部的疏水作用是维持细胞膜完整性的关键。 酶的催化机制：酶与底物的特异性结合，以及催化过程中发生的化学反应，都离不开精确的分子识别和微弱的相互作用。 第五章：工程与材料的革新——分子作用力在现代科技中的应用 对分子间作用力的深入理解，为材料科学和工程领域带来了革命性的进步。本章将介绍分子间作用力在实际应用中的体现： 高分子材料：聚合物的性能（强度、弹性、耐热性等）与其分子链之间的相互作用力密切相关。我们将探讨如何通过调控分子结构来设计具有特定性能的高分子材料。 表面工程：通过改变材料表面分子的排列和相互作用，可以赋予材料新的功能，如防水、防污、抗菌等。 纳米材料：在纳米尺度下，分子间作用力变得尤为重要，例如自组装技术，利用分子间吸引力来构建复杂的纳米结构。 药物设计与传递：理解药物分子与靶点分子之间的相互作用，是设计高效、低毒药物的关键。 本书旨在为读者提供一个全面而深入的视角，理解分子间作用力这一隐藏在物质世界背后的 fundamental forces。通过学习本书，您将能够从微观层面更深刻地洞察物质的本质，理解宏观世界的各种现象，并为解决现实世界的问题提供新的思路。

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这本书的封面设计，嗯，说实话，初看之下有点让人望而却步。那种深邃的蓝色背景，配上极其复杂的化学结构式图样，简直像一本高阶的教科书，而不是我期待中能轻松获取知识的读物。我原本是抱着想了解一下微观世界里物质是如何“抱团取暖”的朴素愿望翻开的，结果一头扎进了密密麻麻的数学公式和那些我只在大学物理课上匆匆瞥过的专业术语里。我试着去理解那些关于范德华力、氢键作用强度变化对团簇稳定性的影响的章节，但很快就被那些抽象的波函数和能量梯度计算给淹没了。它似乎更倾向于提供一个极其严谨的理论框架，用数学的语言来精确描述每一个分子间的相互作用。对于一个非专业背景的读者来说，阅读过程更像是在攀登一座陡峭的山峰，每前进一步都需要付出极大的心力去消化那些佶屈聱牙的描述。我更希望读到一些生动的案例，比如某种新型材料的形成机制，或者特定液体在极端条件下的行为变化是如何被这些理论所解释的，但这类应用层面的叙述，在这本书里显得过于简略和点到为止，仿佛只是为了证明理论的“实用性”而草草提及的脚注。整体感觉，它更像是一份面向同行专家的详尽技术手册，而非一本面向广泛读者的科普佳作。

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我不得不指出，这本书在语言风格上的统一性实在是一个挑战。有些章节，尤其是关于热力学平衡态的讨论，文字是那种严谨、克制、充满学术腔调的，每一个动词的选择都经过了深思熟虑，力求精确无误。但紧接着，在讨论一些前沿的、尚未完全定论的研究方向时，作者的语气突然变得非常大胆和推测性，充满了“或许”、“有可能”、“我们倾向于相信”这类略显轻浮的表述。这种风格上的剧烈摇摆，让读者很难建立起对作者论述的稳定信任感。就好像一位顶尖的大厨，一半时间在展示他精密的分子料理制作流程，另一半时间却开始用你家厨房里的工具随便炒个菜，虽然味道可能还行，但整体的“米其林”气质就荡然无存了。特别是对于那些涉及跨学科应用的章节，比如在纳米材料合成中的潜在用途，作者似乎没有完全掌握该领域的基础知识，导致部分论述显得有些牵强和脱节，像是把不同领域的知识点硬生生地缝合在一起，线头外露。

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这本书的排版和图示部分，说实话，给人的感觉是上个世纪的产物。在如今这个信息爆炸的时代，一本探讨微观结构的理论书籍，视觉辅助至关重要。然而，书中的插图质量，尤其是那些三维结构模型，分辨率低得惊人，许多细节在打印出来后已经模糊不清，很难辨认出关键的键角和空间构象。更让人抓狂的是，许多图表缺乏必要的注释和比例尺，我经常需要翻回正文去对照，才能大致明白一个柱状图代表的究竟是能量变化还是概率分布。例如，有一张关于表面能与团簇尺寸关系的图，竟然没有标注纵轴的单位，这在理论物理的著作中是致命的疏漏。此外，全书引用文献的格式也显得有些混乱，有的采用作者-年份制，有的却是脚注制，这不仅影响了阅读的流畅性，也让试图深入研究的读者在查找原始资料时增加了不必要的麻烦。这本书在技术层面的严谨性应该是其立身之本，但视觉呈现上的粗糙，极大地削弱了其应有的专业深度和说服力。

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我带着对新颖理论的期待翻开了这本书，但很快发现，它似乎更热衷于将已有的、成熟的理论进行非常详尽和全面的归纳总结，而非提出真正意义上“突破性”的新见解。书中的大部分内容，对于一个已经接触过相关领域基础知识的研究生来说，更像是一本高质量的复习资料，它把所有已知的公式和模型都整理得井井有条，覆盖面广到令人印象深刻。然而，当我翻到接近尾声的“未来展望”部分时，却发现这里的笔墨明显不足，充满了含糊不清的憧憬，缺乏具体、可操作的研究方向指引。似乎作者在完成对现有理论的梳理后，便耗尽了精力，未能对该领域接下来的发展趋势做出富有洞察力的预测。它更像是一座固若金汤的博物馆，完美地陈列着过去的辉煌成就，但却没有为未来的探险家指出新的疆域。对于追求前沿突破的读者而言，这本书的价值更多在于其无可挑剔的“全面性”和“系统性”，而非其“创新性”和“启发性”。

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说实话，这本书的叙事节奏掌控得相当令人困惑。它在开篇用了大量的篇幅去追溯“聚集现象”的历史发展脉络，从布朗运动的早期观察到量子力学对分子间作用力的修正，这段历史回顾写得倒是挺详尽的，引用的文献也相当丰富，颇有学术专著的风范。然而，当真正进入核心的“理论构建”部分时，突然间就加快了速度，仿佛作者急于跳过自己不擅长的推导部分，直接抛出结论。比如，关于“核壳结构”的形成机制，我的期待是能看到一个逐步演进的建模过程，但书中直接展示了最终的稳定态方程组，留给读者的解读空间非常有限。更别提其中穿插的那些关于模拟方法的介绍，像是蒙特卡洛模拟和分子动力学计算的章节，介绍得过于技术化，充斥着参数设置和收敛条件的讨论，缺乏对这些方法在实际问题中是如何“指导”我们理解宏观现象的直观阐释。整本书读下来，感觉像是被拖着走了一段漫长却平坦的引路，然后在关键的岔路口，作者却直接用直升机把我空投到了终点，让我对中间的风景一无所知。

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